掘进工作面瓦斯治理技术现状及治理措施研究

掘进工作面瓦斯治理技术现状及治理措施研究
发布时间：2023-04-14T00:40:38.598Z 来源：《中国电业与能源》2023年第1期作者：薛兴伟冯飞吴宁康
[导读] 面对瓦斯爆炸对煤炭开采掘进构成的极端危险，煤矿企业必须立足现状对此项工作高度重视
薛兴伟冯飞吴宁康
陕西省韩城市韩城矿业象山矿井有限公司陕西渭南 715400
摘要：面对瓦斯爆炸对煤炭开采掘进构成的极端危险，煤矿企业必须立足现状对此项工作高度重视，以采取现代科技手段、提升信息化探测水平为根本，以建立风险预警机制为核心，实现瓦斯治理。

本文针对掘进工作面瓦斯治理技术现状进行分析，并提出有效的治理措施，从而为相关工作的开展提供理论参考。

关键词：煤矿生产掘进工作瓦斯治理措施研究
随着煤矿勘探采掘工艺技术发展，煤炭埋藏深度、开采复杂程度不断提高，对掘进工作面瓦斯治理技术也提升到了前所未有的高度。

消除掘进过程中瓦斯灾害事故，必须从准确分析成因入手，总结事故发生发展和治理规律，采取加强工作面风险预测、增大排风通道流通量、拓展井下掘进巷道空间等有效措施，动态观察瓦斯聚集浓度变化，排抽释放瓦斯蕴含的巨大能量，实现煤矿开采挖掘作业的生产安全。

1煤矿挖掘作业面瓦斯事故成因
1.1采掘深度与开采难度的影响
煤炭作为我国重要的基础能源之一，为缓解需求量增大、资源日益短缺枯竭的矛盾，采掘深度面积不断拓展。

大型机电系统挖掘作业、综合机械化设备生产，一方面丰富了矿井生产的开采掘进形式，另一方面对井下巷道支护强度、通风设备能力、有毒有害气体预警、防水渗漏封堵等关键技术提出了新的要求。

特别是在掘进工作强度越来越大、煤层埋深复杂程度越来越高的情况下，如何保证挖掘作业面工作连续性，防止瓦斯浓度突然聚集形成爆炸，无疑是安全防范的重中之重[1]。

1.2煤层内部应力与外力作用影响
近年来煤矿开采技术进步带来了机械化、集约化开采迅猛发展。

煤矿企业为追求高额回采率违背设计要求废止增大采区长度，井下巷道内煤壁暴露面积越来越大。

加之部分岗位员工没有持证上岗、违规操作，导致掘进作业中遇到的复杂问题也越来越多。

当开采掘进与瓦斯爆炸影响及破坏力形成同步共振时，煤层埋深过大、煤炭岩石负压过重，断裂层应力结构失衡，在煤层缝隙间形成气体聚集所致。

一旦煤炭开采过程中巷道的支护装置强度发生形变，周边受机械外力碰撞、碾压，或者出现透水性、渗水性坍塌，掘进工作面瞬间就会在大量瓦斯气体涌入，因事故处理措施不当、应急预案措施不强，极易引发瓦斯爆炸重大事故。

1.3瓦斯治理的通风技术措施
煤炭开采深度规模不断增加，通风设备运转不够顺畅、通风量不足，极易造成井下巷道内瓦斯聚集。

当聚集程度增大达到爆炸极限，遇到明火及火星时就会引起爆炸。

为此，增加掘进工作面有效风量，发挥大型通风机的作用成为瓦斯治理的关键因素。

而现行煤矿企业在通风设备数量设置、功率匹配、风量设计方面都不够重视，瓦斯治理工作举步维艰，瓦斯爆炸危险性无处不在[2]。

2掘进工作面防范瓦斯爆炸措施
2.1加强掘进工作面预警体系建设
煤矿企业要将掘进工作面作业的风险控制，在宏观布局方面要坚持对开采保护层，充分利用保护层实施瓦斯卸压抽放方法，收到瓦斯治理区域性效果。

在处理本煤层瓦斯抽放时必须与局部处理措施相统筹，开采实施前将钻孔、爆破预留位置准确预测。

井下开掘作业班组、岗位，要加强日常瓦斯治理理论、实践、应急、防护演练，深入实地借助地质勘察资料对掘进巷道周边水源情况，地质构造中危害气体聚集区域详细研究，为科学设置作业设备的摆放，合理布局掘进空间创造条件。

当开采进入危险工作区域时，要先采用先进的检测仪器设备定量分析气体是否存在，准确判断危险程度。

只有在充分了解地质结构，准确把握瓦斯浓度的情况下，方能采取预抽瓦斯进行小范围松动突破、固化处理等措施，缓解释放瓦斯的浓度将压力控制在可控范围之内。

而在安全保障措施方面，要结合煤层埋深、巷道运送距离长短距离设置放炮位置，搭建防突风门，安装闭锁装置，争取瓦斯抽放治理的最佳效果。

2.2增加掘进工作面供风量
煤炭企业在生产过程中要加强通风设置建设，增加掘进工作面供风量，必须严格遵守“上限配风”的暂行管理规定，根据矿井在通风抽采能力富余程度的不同，发挥生产指挥调度在技改矿井通风抽采能力中的作用，提高实际供风能力的倍数，确保矿井主要通风机风压达标。

增加掘进工作面供风量，必须以区分高瓦斯矿井高标准管理，低瓦斯矿井高瓦斯管理为前提，明确划分矿长、总工程师、各工段长的职责范围，落实“一通三防”各责任主体职责建立协调统一的瓦斯治理机制[3]。

将充足风量供应作为稀释掘进工业面瓦斯浓度的重要措施，降低瓦斯爆炸的可能性，保证煤炭采掘工作的绝对安全。

特别是在掘进巷道断面小、支撑系统不稳定、地层压力变化大、应力结构遭受复杂的情况下，更要提高通风设置、增加通风量，克服技术条件限制化解瓦斯爆炸风险，借助经济技术因素，改进生产安全防护措施。

2.3将单向巷道转为双向巷道掘进方式
煤矿开采掘进工作面瓦斯治理技术，要结合煤层的条件实行保护层开采的实际，将单向巷道转为双向巷道掘进方式，严格按照煤矿协调发展长远执行区域防护措施，不对“突出头”采取掘进措施，不对“突出面”进行硬性开采，通过有效规避的技术手段，将单向巷道转为双向巷道掘进方式，针对高突矿井采掘工作面必须进行上限配风作业，避免风向倒流逆转影响突出回采工作面入风量。

将单向巷道转为双向巷道掘进方式，在条件允许的情况下，煤矿开掘生产尽可能采取双向进道掘进方式，避免单向巷道输送距离过长，大型机械难以施展，通风条件差，难以进行瓦斯浓度缓解抽放等弊端。

通过将单向性的掘进改为双巷道掘进，缩短煤炭生产物资运输距离，形成既相对封闭又互相连通的风力循环体系，经过合理调度科学操作有效降低工作面瓦斯浓度，提高防治瓦斯事故防范能力。

2.4严格落实掘进工作面瓦斯治理管理措施
煤矿开采掘进工作面瓦斯治理，要贯彻落实事前对相关区域气体先抽后采、事中动态监测浓度变化、并以通风量确定瓦斯治理的总体方针，在全员范围内对煤矿《安全生产法》、《煤矿安全监察条例》进行学习、宣传、贯彻，为防止煤矿特大瓦斯事故的发生夯实思想基
础。

落实掘进工作面瓦斯治理管理措施，要从煤矿生产实际、技术支撑能力、管理人员综合素质的现实出发，必须设立瓦斯治理机构和配备专业技术人员，建立瓦斯治理专业管理机构、制定奖惩分明的责任追究和问责机制，确保各项管理制度落实。

与此同时，煤矿必须建立运行可靠的监测监控系统，采取常规化抽放手段对瓦斯聚集爆炸过程形成规律性认识，借助成熟技术在地质条件复杂与巷道布置环境较为复杂范围，将采掘缝隙发育明显、采用面积不足的区域进行压实，将多余气体排除工作区域降低瓦斯浓度。

在煤层裂隙大、透气性好的范围，采取长钻孔与拐弯钻孔技术，拓宽作业面增大内风量，发挥透气性在治理瓦斯的独特作用。

3结语
煤炭挖掘工作面瓦斯灾害是高发事故，也是影响煤矿企业安全生产的重大隐患。

研究探讨掘进工作面瓦斯治理技术，要严格落实掘进工作面瓦斯治理管理措施，加强掘进工作面预警体系建设，将单向巷道转为双向巷道掘进方式，增加掘进工作面供风量，千方百计降低掘进工作面瓦斯灾害事故概率，助煤矿开采事业高质量可持续发展。

参考文献：
[1]王宁.特厚煤层大倾角高瓦斯矿井瓦斯灾害治理技术的优化及应用[J].黑龙江科学,2022,13(22):29-32.
[2]杨计南,李传光.瓦斯治理机械扩孔快速卸压增透技术及应用[J].山东煤炭科技,2022,40(11):101-103+106+110.
[3]崔鹏飞,陈向军,李新建,王满,张建.成庄矿4321工作面瓦斯治理技术研究[J].煤炭技术,2022,41(11):143-147.。